生活垃圾全資源化無害綜合處理方法

2023-05-06 11:23:41

生活垃圾全資源化無害綜合處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，在生活垃圾處理過程中，採用精細化分選、高值化再生利用及三廢無害化處理三大工序，第一步為通過多級精細化分選工序，將生活垃圾細分出包括無機物、廢金屬及廢玻璃、廚餘垃圾、塑料、可燃垃圾五類可利用物質；第二步為通過高值化再生利用工序，建立包括制磚、有機物制肥、木塑製品和垃圾衍生燃料RDF四個再生生產模塊，使生活垃圾全資源化生產出新型肥料、能源材料系列技術產品；第三步為通過三廢無害化處理工序，建立包括殘餘固廢能源化、工藝廢水處理零排放、廢氣達標排放模塊，實現所有生活垃圾的全部資源化利用和無害化處置。本發明是一種對生活垃圾進行無害減量、資源化處理的方法。
【專利說明】生活垃圾全資源化無害綜合處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種對生活垃圾進行無害減量、資源化處理的方法，屬城市垃圾處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著全球經濟和工業化的快速發展，城市規模的不斷擴大，到2009年中國的城鎮化率達到46.6%，城鎮化人口的數量已經是美國總人口的兩倍，比歐盟27國的總人口還多兩倍。與此同時，城市生活垃圾的產生的總量也與日俱增，而且，城市生活垃圾的成分也變得越來越複雜。據統計，全世界的垃圾年增長率為8.42%，而中國的垃圾年增長率要在10%以上，是面臨垃圾威脅最大的國家之一。80年代中國垃圾年產量為1.15億噸，90年代已達到1.43億噸。到2005年全世界每年4.9億噸的城市垃圾，僅中國就佔了其中的1.5億噸。2010年，我國城市生活垃圾年清運量為2.21億噸。預計到2030年，中國城市垃圾總量將達到4.09億噸，2050年達到5.28億噸。長此以往，中國大多數城市都將遭受生活垃圾所帶來的危害，垃圾問題也將成為中國可持續發展所要面臨的巨大挑戰。
[0003]如此之多的城市生活垃圾，如果放任自流，不進行合理的處理，會侵佔大量的土地，造成土地資源的嚴重浪費；垃圾中含許多有毒物質，長期堆放不僅汙染土壤，還會隨雨水下滲汙染地下水資源；我們都知道垃圾聚集地是蚊蠅、蟑螂、老鼠以及微生物的滋生地和繁殖地。許多病菌、病毒和支原體通過蚊蠅鼠蟲等傳播媒介的傳播，使人生病，危及健康。城市人每天所帶來的大量生活垃圾所造成的環境汙染已達到了不容忽視的地步。
[0004]由於全球人口急速增長，社會不斷進步，人類對資源的需求，特別是能源的需求，也越顯緊張。目前，能源的產生主要是靠石油，當消耗與日俱增，再加上人們對能源揮霍無度，在還沒發現更好的替代能源時，對石油的需求量是越來越大，石油短缺造成供不應求的現象，有限的石油儲藏資源恐怕會因此受到了威脅。雖然在核能應用方面已有一段時間，但是核能的潛在危險性與對環境的汙染威脅也還沒有比較成熟的解決方案，為了應付石油儲藏資源逐漸用盡的危機，各國都想盡辦法在尋找新的解決方案，來解決能源短缺問題，就如開發太陽能，風能，水電，潮電等等。其中不可忽視的一個方向是再生能源的開發，以便在石油儲藏用盡之前能找到替代能源。
[0005]與此同時，科技的進步使得人們越來越懂得使用廢物循環再用，再生能源也因此開始受到重視。此為可持續經濟發展的一部分，這將為我們的後代保留寶貴的資源，為將來謀取幸福。生活垃圾的再循環，已不僅僅局限於垃圾的清理和運送那麼簡單，科學家們正絞盡腦汁，除了想辦法將垃圾處理好之外，還要考慮到環境保護的問題，也同時想要把垃圾轉化為可用的資源。探討生活垃圾無害化與垃圾資源化，以期在新科技上的突破，既能把環境處理得更好，人們過更健康的生活，又使垃圾變廢為寶，減少了寶貴的原生資源的消耗，為將來的生活謀福利，成為了人們在生活垃圾處理領域共同奮鬥的目標。
[0006]可以看到，社會經濟發展水平、城市規模，地理條件、居民生活習慣和季節差異性等因素致使城市生活垃圾的組成成分複雜多變，增大了垃圾的處理難度。因此，不同的城市和區域要因地制宜選擇合適的垃圾處理技術。目前，世界各國最常見的垃圾處理方式有堆月巴、填埋和焚燒三種方式和一些其它的處理方式:
[0007]高溫堆肥
[0008]上個世紀20年代的荷蘭開始對堆肥技術進行研究。堆肥法是利用自然界廣泛存在的細菌、放線菌、真菌等微生物的新陳代謝作用，在適宜的條件下進行自我繁殖，從而將可降解的有機物質轉化，使之穩定的過程。
[0009]堆肥適合處理易腐爛、可降解有機物質含量高的的垃圾。不僅將有機成分轉化成為可供施用的有機肥料，同時還可以減小環境汙染，殺滅垃圾中的病菌，具有無害化和資源化的特徵。但微生物對生存環境有一定的要求，受到如堆肥溫度、PH值、有機物的含量、通風供氧情況碳氮比以及自然氣候等許多條件的影響。而且堆肥法處理周期長，佔地面積大，產生揮發性硫化物會汙染大氣，特別是垃圾中的一些重金屬元素會在土壤中富集，隨食物鏈進入人體，嚴重危害人類的身體健康。
[0010]衛生填埋
[0011]英國最早於1930年，美國於1940年開始使用垃圾填埋技術。衛生填埋是將垃圾運送到選定好的場所進行填埋。填埋法具有技術成熟、操作簡單、投資和運營成本低、處理量大、適用於所有類型垃圾等諸多優點，是目前採用最多的處理方式。
[0012]但是，填埋的垃圾並沒有進行無害化處理，殘留著大量的細菌、病毒；還潛伏著沼氣重金屬汙染等隱患；其垃圾滲漏液還會長久地汙染地下水資源，所以，這種方法潛在著極大危害，會給子孫後代帶來無窮的後患。其次填埋場佔用大量的土地在土地資源日益緊張的今天，在城市建設填埋場無疑增加了處理成本，也是對土地資源的浪費，因此，場址的選擇變得越來越困難。而且這種方法也達不到資源化的目的。目前許多國家已經意識到該方法所帶來的危害，現在填埋法已經有下降的趨勢。
[0013]焚燒法
[0014]該工藝是一種高溫熱處理技術，就是將城市生活垃圾作為固體燃料，投入到垃圾焚燒爐中，在高溫條件下，空氣中的氧氣與垃圾中的可燃物質反生劇烈的燃燒反應，放出熱量，轉化為高溫燃燒氣體和性質穩定的固態爐渣以及飛灰。
[0015]垃圾焚燒法可縮小垃圾的體積，一般焚燒處理後可減容80%_90%減容效果相當顯著。佔地面積較小選址靈活，靠市區較近，減少垃圾運輸費用，處理周期短。同時，可以回收垃圾焚燒的熱能用來發電，餘氣用來取暖，變廢為寶，資源化程度高。其缺點是首先對垃圾的熱值要求高，若熱值低，需要添加輔助燃料，增大了投資成本。其次，焚燒的尾氣含有大量的顆粒物、硫氧化物SOx、氮氧化物NOx、重金屬、二噁英等多種汙染物，存在二次汙染問題。
[0016]二惡英是一種毒性十分大的一類有機化合物，萬分之一甚至億分之一克的二惡英就會給健康帶來嚴重的危害。國際癌症研究中心已將其列為人類一級致癌物。二惡英除了具有致癌毒性以外，還具有生殖毒性和遺傳毒性，直接危害子孫後代的健康和生活。並且，自然界的微生物和水解作用對二惡英的分子結構影響較小，環境中的二惡英很難自然降解消除。因此二惡英汙染是關係到人類存亡的重大問題，必須嚴格加以控制。
[0017]研究表明，大氣環境中的二惡英90%來源於城市和工業垃圾焚燒。含鉛汽油、煤、防腐處理過的木材以及石油產品、各種廢棄物特別是醫療廢棄物，在無組織焚燒時，極易產生二惡英。解決垃圾處理中產生二惡英的問題也就成為攻克二惡英汙染問題的重中之重。正因為這樣，人們在這方面投入了大量精力，開發研究，了解了二惡英的特性，並在垃圾處理方面取得了重大的突破。
[0018]顯然，這類垃圾焚燒主流技術的核心就是採用高溫焚燒防止二惡英的產生，同時在焚燒後，其焚燒產物(包括殘渣和高溫廢氣)的快速冷卻，阻止再次聚合產生二惡英類的異構體。以確保處理後垃圾的產物無害化。當然，這二個核心工序已有相應的成熟技術來實施。但這也必然帶來高溫焚燒所需要的可觀的能耗以及實現快速冷卻所必需的激冷措施(如噴水激冷等)。並且這樣往往會因焚燒產物冷卻不均勻或不夠快,而導致排放廢氣中二惡英殘留過高的問題。
[0019]綜合上述討論，我們可以看到，世界各國最常見的垃圾處理方式有堆肥、填埋和焚燒三種方式和一些其它的處理方式都存在這樣那樣的問題和應用的局限性。不僅在無害化方面，各有不同的不足之處，而且特別在資源化方面，這些常見的處理方法，都沒有充分挖掘出生活垃圾所潛在的巨大的資源量，無法實現最大程度的變廢為寶，使垃圾的潛在資源循環利用達到最大化。即使是資源化程度高的垃圾焚燒法，儘管它回收了垃圾焚燒時產生的部分熱能用來發電，餘氣用來取暖，變廢為寶，但可以看到，這種方法對生活垃圾的熱值要求高，若熱值低，仍需要添加輔助燃料。有研究表明，垃圾焚燒法對城市垃圾內含的能量熱值的利用率僅有15%-20%，並且生活垃圾中相當部分有價值的資源在焚燒中變成了廢氣而排放出去，並導致垃圾焚燒產生的碳排放高達0.561噸C02/噸，給環境帶來了負面影響。
[0020]針對世界各國最常見的垃圾處理方式存在這樣那樣的不足和應用的局限性，本發明提供一種對生活垃圾進行全資源化無害減量處理的方法及生態產業鏈。以期實現所有生活垃圾的全部資源化再生利用和無害化處置。使生活垃圾處理成為了生態循環經濟的重要組成部分，可以與其它產業相融合，形成共生發展的生態產業鏈，促進生態文明建設，既可以產生良好的經濟效益，又可為兩型社會的發展做出應有貢獻。

【發明內容】

[0021]本發明的目的是提供一種生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法。
[0022]為了實現上述目的，本發明提供的技術方案為:提供一種對生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，在生活垃圾處理過程中，採用精細化分選、高值化再生利用及三廢無害化處理三大工序，其包括:
[0023]第一步為通過多級精細化分選工序，將生活垃圾細分出包括無機物、廢金屬及廢玻璃、廚餘垃圾、塑料、可燃垃圾五類可利用物質；
[0024]第二步為通過高值化再生利用工序，建立包括制磚、有機物制肥、木塑製品和垃圾衍生燃料RDF四個再生生產模塊，使生活垃圾全資源化生產出新型肥料、能源材料系列技術廣品；
[0025]第三步為通過三廢無害化處理工序，建立包括殘餘固廢能源化、工藝廢水處理零排放、廢氣達標排放模塊，實現所有生活垃圾的全部資源化利用和無害化處置。
[0026]在垃圾精細化分選工序中，包括建立以破袋篩分、物理分選、滾筒篩分及深度分選四級機械化、自動化分選工序為核心，輔以二級人工分選的工序，將生活垃圾細分出無機物、廢金屬及廢玻璃、廚餘垃圾、塑料、可燃垃圾五類可利用物質；
[0027]通過高值化再生利用工序，建立制磚、有機物制肥、木塑製品和垃圾衍生燃料RDF四個再生生產模塊,而將分選出的少量廢金屬、廢玻璃直接出售,使生活垃圾全資源化生產出新型肥料、能源材料系列技術產品服務於當地的高效農業、清潔能源、新農村建設和新型城鎮化建設；
[0028]通過三廢無害化處理工序，建立殘餘固廢能源化、工藝廢水處理零排放、廢氣達標排放處理模塊，進一步把殘餘固廢中的能量資源釋放出來，實現使殘餘固廢最大化地減量，並將其能量資源變成可利用的能源(如蒸汽)和還可以利用的物料(爐渣)加以回用；並由工藝廢水處理零排放處理模塊，對工業廢水無害化處理，使工藝廢水得到淨化，返回流程中使用，並增添反滲透工藝，利用滲透膜來獲得滿足鍋爐應用要求的淨水。從而，實現了工藝廢水的零排放處理。
[0029]多級精細化分選工序中，首先對包裝的生活垃圾解包，進行一級人工初分，將垃圾中的大塊可燃物(如棉被、鞋等)、木材、樹枝、玻璃瓶以及大塊建材磚瓦等分揀出來。使垃圾能夠安全地進入下面一系列的機械化精細分選流程，不至於這些垃圾損壞設備。
[0030]然後，進入第一個核心工序:破袋篩分工序:採用破袋滾筒篩分機進行破袋篩分，將垃圾中渣土類雜物與有用垃圾分離；破袋滾筒篩分機內設有篩筒，篩筒內的刀片將垃圾袋切碎，附著在垃圾表面的渣土類顆粒雜物在滾動帶振動中抖落，掉入篩筒下的篩下物輸送帶，送往殘餘固廢能源化模塊作進一步處理；筒內分離出的有用垃圾則進入下一道工序。
[0031]為防止電子產品、電池等有害垃圾混入金屬材質類有用垃圾中，並把無法通過物理分選工序分選出來的有用塑料和橡膠人工揀出，在破袋滾筒篩分工序後設置了二級人工分選工序。通過人工分選將有用塑料和橡膠選出，送至木塑製品生產模塊生產木塑製品；而揀出的電子產品、電池有害垃圾，送至有資質的危廢處理中心加以處置；分離出的有用垃圾在二級人工分選工序後，進入第二道核心工序『物理分選工序』。
[0032]物理分選工序設置有電渦流及磁選分選裝置，通過電渦流產生的電磁場與金屬內感應產生的反電磁場的作用力，將導電的金屬物，推出垃圾堆，並利用鐵質材料的磁性，將鐵質垃圾分選出來，實現金屬類廢料與其他生活有機垃圾分離。
[0033]與金屬類廢料分離的生活有機垃圾，在物理分選工序後，即進入破碎、滾筒篩分工序，將可製作有機肥的原料和不可分解制肥的塑料、紙質物分開。
[0034]由專用低破碎力的破碎機完成破碎工序，將可製作有機肥的原料破碎成設定粒度顆粒，而其餘的塑料、紙質物則沒有破碎；並由特定設計的滾筒篩分機實施篩分工序，將可製作有機肥的有機物原料顆粒，通過篩分從有機物垃圾中分選出來，成為篩分滾筒的篩下物，送往製作有機肥的再生模塊進行高值化處理；而留在滾筒篩分機之篩筒內的，則是殘餘的不能做有機肥的塑料、紙質物。
[0035]在精細分選工序的最後階段設置了深度分選工序，將前工序分選出的不能做有機肥的殘餘的塑料、紙質物進一步分選，將可作為加工附加值更高的木塑製品的塑料部分分揀出來。
[0036]深度分選工序由一套風選和光電揀選裝置組合的設備系統來完成，利用物料的比表面的差異及表面漫反射的差異，採用受控氣流將塑料、紙質物分離開來，把可作為加工附加值更高的木塑製品的塑料分揀出來，送至木塑製品生產模塊；其餘作為可燃垃圾送往垃圾衍生燃料RDF生產模塊進行加工。
[0037]本生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法還包含整個處理過程中出現的三廢的資源化、無害化處理工序，建立殘餘固廢能源化、工藝廢水處理零排放、廢氣達標排放處理模塊，最大程度地擴大生活垃圾資源化利用的程度。
[0038]包括對流程中的殘餘固廢進行循環流化床鍋爐燃燒處理，殘餘固廢中內含的能量資源釋放出來，使其變成可利用的能源(如蒸汽);
[0039]殘餘固廢在循環流化床鍋爐燃燒處理後產生的爐渣，供作為供制磚生產的原料，同時該生產線的高效的熱交換器，又將500-600°C的鍋爐尾氣迅速冷卻，把熱量截留下來作制磚蒸壓釜的熱源。既避免了有毒的二惡英化合物的產生，也使殘餘固廢中釋放出來的能量資源得到進一步的利用。
[0040]同時，包括建立工業廢水的零排放處理模塊，採用廢水處理工藝和反滲透工藝綜合處理，使工藝廢水得到淨化，將各個工序中產生的工藝廢水全部得到了無害化處理，並分別提供給各個模塊和循環流化床鍋爐用水，實現了完全返回使用的零排放的目標。
[0041]建立廢氣達標排放模塊，其包括廢氣收集管道系統、除塵處理和除臭處理三大部分，採取全系統封閉負壓收集，使每個模塊的廢氣不向外洩漏地進入廢氣處理系統。選用了具有領先水平的噴淋除塵機組，利用多級噴淋廢氣處理技術，實現廢氣的除塵、除可溶性有害氣體；並採用多級除臭，運用臭氧、光催化劑等除臭技術進行廢氣的除臭。最終實現排放出達到國家標準。
[0042]通過以下的描述並結合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本發明的實施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1為本發明生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法的流程框圖。
[0044]圖2為如圖1所示生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法的流程中產生的三廢資源化、無害化處理工序流程框圖。
【具體實施方式】
[0045]現在參考附圖描述本發明的實施例。如上所述，如圖1、2所示:
[0046]生活垃圾又稱為生活廢棄物是指在居民生活、商業活動、旅遊、市政維護、企事業、機關單位辦公等過程中所產生的固體廢棄物。生活垃圾按其化學組分大致可分為無機廢物和有機廢物兩大類，前者包括廢金屬、玻璃碎片、煤灰渣等，後者有餐廚餘物、紙類、塑料以及橡膠製品等；按其屬性又可分成可燃性垃圾(廢塑料、廢橡膠、廢紙、植物廢料等)、餐廚垃圾、無機建築類垃圾(磚礫、沙土等)以及其他雜類垃圾(廢金屬、高品質塑料橡膠、電子垃圾等)。經不完全統計，其中約含有25%-30%可燃性垃圾，35%-40%餐廚垃圾，30%-35%無機建築類垃圾，5%-10%其他雜類垃圾。一般生活垃圾都與水分混雜，含水量約為:廚餘垃圾含30%水分，塑料橡膠為2%水分，紙張含10%水分等，這些數值因垃圾來源而有所差別。
[0047]本發明是對所有生活垃圾實現的全部資源化利用和無害化處置的一種方法，設立垃圾精細化分選系統、高值化再生利用系統、三廢無害化處理系統三大系統，由一條生活垃圾精細分選流水線、四個高值化再生生產模塊，再加上殘餘固廢能源化、廢水處理零排放、廢氣達標排放等三廢處理模塊組成，形成了完整的產業鏈，對生活垃圾實施全資源化、無害綜合處理的生態化過程。[0048]生活垃圾全資源化無害綜合處理的生態產業鏈的工藝流程如下:
[0049]I)生活垃圾精細化分選系統
[0050]垃圾精細化分選系統是以破袋篩分、物理分選、滾筒篩分以及深度分選四級分選工序為技術核心，配以少量人工分選，將被處理的生活垃圾細分出無機物、廢金屬及廢玻璃、廚餘垃圾、廢舊高分子(廢塑料等)、可燃垃圾等五類可利用物質，將其輸送至相關的高值化再生利用系統實現再生生產成具有較高價值的再生產品；而分選中產生的殘餘固廢、工藝廢水和廢氣送往三廢處理系統實施殘餘固廢能源化、廢水處理零排放、廢氣達標排放處理，從而達到生活垃圾的全資源化利用的最大化和垃圾無害化處置的生態循環最佳效應。
[0051]生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法的流程框圖，如圖1所示，可以看到:
[0052]生活垃圾由各處收集拉至處理場所的地磅房過磅後，倒入垃圾地庫儲存，並放空垃圾中的滲浙液。滲濾液通過專門的通道送入工藝廢水零排放處理模塊進行無害化處理。淋空的垃圾由行車抓斗抓上輸送帶,進入解包工序。
[0053]解包工序是專門設計來拆解為輸運垃圾而專用包袋的工序。拆開後垃圾在進入分選程序時可攤鋪在輸送帶上，便於人工分選。
[0054]實現生活垃圾的精細分選，一級人工分選是分選的第一步。首先對垃圾進行人工初選，將垃圾中的大塊可燃物(如棉被、鞋等)、木材、樹枝、玻璃瓶以及大塊建材磚瓦等分揀出來。這樣才有可能使垃圾能夠安全地進入下面一系列的機械化精細分選流程，不至於這些垃圾損壞設備。
[0055]破袋篩分工序是精細分選，將垃圾中渣土類雜物與有用垃圾分離的第一個重要環節。選用了專用的破袋滾筒篩分機來完成這道工序。設備篩筒內的刀片將垃圾袋切碎，附著在垃圾表面的渣土類顆粒雜物在滾動帶振動的運動中抖落，掉入篩筒下的篩下物輸送帶，送往殘餘固廢能源化模塊作進一步處理；筒內分離出的有用垃圾則進入下一道工序。
[0056]物理分選工序這是在再進行一道二級人工分選後設置的又一精細分選流程中的一個重要工序，通過這道分選，採用電磁等物理原理，將金屬類材質從垃圾中分選出來。物理分選由設置的電渦流及磁選分選裝置來完成的。電渦流分選是通過電渦流產生的電磁場與金屬內感應產生的反電磁場的作用力，將導電的金屬物，推出垃圾堆；磁選則是利用鐵質材料的磁性，將鐵質垃圾分選出來。
[0057]在此物理分選前設置的二級人工分選是防止電子產品、電池等有害垃圾混入金屬材質類有用垃圾中，並把電磁等物理原理無法分揀出的有用塑料和橡膠人工揀出。有用塑料和橡膠，送至木塑製品生產模塊生產木塑製品，而電子產品、電池有害垃圾揀出，送至有資質的危廢處理中心加以處置。
[0058]經過前面的破袋篩分、物理分選工序和附加的二道人工分選工序，使無機成分和有害組分完全從生活垃圾中分離出來，從而讓含有99%以上有機物的生活垃圾進入精細分選的最後幾道工序，再把這有機垃圾細分成製作有機肥的原料和木塑製品等的原料，分別送往有機物制肥、木塑製品和垃圾衍生燃料RDF三個再生生產模塊，進行高值化處理。
[0059]統計分析表明，經過本發明的精細分選的前幾道工序，含有99%以上有機物的生活垃圾，根據不同地區收集的生活垃圾，包含有30%-65%的可製作有機肥的原料，其餘的組成則是一些塑料、紙質物等可燃有機物。進一步將這些可製作有機肥的原料和那些不可分解制肥的塑料、紙質物等可燃有機物分開同樣是本發明的生活垃圾精細分選流水線的實現高值資源化工藝流程中又一個重要環節。
[0060]本發明設置了破碎、滾筒篩分工序，來實現將這些可製作有機肥的原料和那些不可分解制肥的塑料、紙質物等有機物分開。
[0061]破碎工序是由特定設計的低破碎力的破碎機完成，可將可製作有機肥的原料破碎成設定粒度顆粒，而其餘的塑料、紙質物等可燃有機物組成則沒有破碎。
[0062]篩分工序也是由特定設計的滾筒篩分機實施。可製作有機肥的有機物原料顆粒，通過篩分從有機物垃圾中分選出來，成為設定粒度大小的篩下物，送往製作有機肥的再生模塊進行高值化處理；而留在滾筒篩分機之篩筒內的，則是殘餘的塑料、紙質物等有機物。
[0063]可以看到，儘管殘餘的塑料、紙質物等有機物都可作為加工成RDF垃圾衍生燃料的可燃垃圾，但裡面尚有相當部分塑料可作為加工附加值更高的木塑製品，深度分選工序即是將這部分塑料分揀出來，實現生活垃圾的資源化利用價值的最大化。
[0064]本發明設置的深度分選工序位置，如附圖1所示，是對滾筒篩分工序中滾筒篩分機篩筒內的篩上物一殘餘的塑料、紙質物等有機物進行再次的分選。深度分選工序是實現生活垃圾全資源化產業鏈中精細分選的最後環節。
[0065]本發明的深度分選工序是由一套風選和光電揀選裝置組合的設備系統來完成。利用物料的比表面的差異及表面漫反射的差異，採用受控氣流將塑料、紙質物等有機物分離開來，把可作為加工附加值更高的木塑製品的塑料分揀出來送至木塑製品生產模塊，其餘作為可燃垃圾送往RDF垃圾衍生燃料生產模塊加工成可作燃料的RDF。
[0066]本發明的生活垃圾精細化分選系統，即是採用整合集成各種分選技術手段，在流程中形成以四級機械化、自動化分選工序為核心，輔以二級人工分選，對生活垃圾按屬性實施分門別類地精細分選，分選出無機物、廚餘垃圾、廢舊高分子(廢塑料等)、可燃垃圾、廢金屬及廢玻璃等五類可利用物質，將其送往高值化再生利用系統，包括制磚、有機物制肥、木塑製品和RDF等四個再生生產模塊，在廢金屬、廢玻璃量較小時，不建立相關的再生生產模塊，採用直售，對按屬性分選出的各類可利用物質的垃圾進行高值化再生生產，使生活垃圾實現全資源化利用；再通過三廢處理系統，對流程中各個環節出現的殘留固廢、工藝廢水及廢氣進一步作資源化、無害化處理，實現所有生活垃圾的全部資源化利用和無害化處置。
[0067]2)高值化再生利用系統
[0068]在該系統中將生活垃圾全資源化無害綜合處理的生態產業鏈的精細分選系統環節精細分選出的無機物、廚餘垃圾、廢舊高分子(廢塑料等)、可燃垃圾、廢金屬及廢玻璃等五類可利用物質分門別類地作為原料，通過本發明設置的高值化再生利用系統，進行高值化再生生產，使生活垃圾全資源化研發新建材、新型肥料、新能源材料等系列技術產品。
[0069]制磚生產模塊:
[0070]加氣混凝土製品是以生活垃圾中無機矽質材料和鈣質材料為主要原料，摻加發氣齊U，經加水攪拌，經澆注成型，並由化學反應在內部形成無數圓形孔狀，互不連通的空洞，經過預養、切割、蒸壓養護等工藝過程形成的多孔矽酸鹽混凝土製品，是一種輕質、多孔的新型建築材料，具有質量輕、保溫好，可加工和不燃燒、隔音、抗震等優點。可以製成不同規格的磚塊、砌塊、板材和保溫製品，廣泛用於工業和民用建築的承重、非承重、保溫建材等，受到世界各國的普遍重視，成為我國強制使用和發展的優選建築材料。本發明的制磚生產模塊即是選用了生產這系列產品的技術路線構成的生產模塊，使生活垃圾中無機材質的垃圾實現資源化，得到了高值化的利用。
[0071]有機物制肥生產模塊:
[0072]生活垃圾中的分離出來的有機物，包含各種動物廢棄物和植物殘體(農作物秸杆、落葉、枯枝、草炭等)，採用物理、化學、生物或三者兼有的處理技術，經過一定的加工工藝(包括但不限於堆制；高溫；厭氧等)，消除其中的有害物質(病原菌、病蟲卵害、雜草種籽等)達到無害化標準即可形成符合國家相關標準的營養土和有機肥。
[0073]本發明設置的有機物制肥生產模塊採用全自動高溫高壓脈動真空滅菌的水解-水熱氧化反應釜，徹底解決了滅菌不徹底、滅菌時間長、浪費能源、效率低等一系列問題。既節約大量能源又保證滅菌效果，並達到快速消解難溶物質、降解、重金屬元素脫出的目的。再經過富氧堆肥、混料翻堆、振動篩分、彈跳分選等工序，配製成符合國家相關標準的營養土和有機肥。從而實現生活垃圾中的分離出來的有機物的高值化利用，服務於當地的高效農業、新農村建設事業。
[0074]在本模塊生產中，振動篩分、彈跳分選出的篩上非肥料的可燃物還可以作為生產RDF的原料，進一步得到充分利用。
[0075]木塑製品生產模塊:
[0076]木塑複合材料英文名稱:wood plastic composite,是以木材為原料,經過適當的處理使其與各種塑料通過不同的複合方法生成的高性能、高附加值的新型複合材料。木塑複合材料這種新興的環保材料產品在世界範圍得到越來越多的關注和認向，具有廣闊的應用前景和市場前景。
[0077]本發明設置的木塑製品生產模塊，以本發明的生活垃圾全資源化無害綜合處理的生態產業鏈精細分選出的廢塑料為原料，經過篩分、去雜質，再用專門的表面處理技術對選用的木質纖維材料(木粉、鋸末等)表面加以處理，然後加入專用的偶聯劑，進行混合、壓塑成型，製成木塑製品。為生活垃圾中分選出的廢塑料找到了高值化的應用途徑。
[0078]RDF再生生產模塊:
[0079]固態垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel,縮寫RDF)是將有機可燃廢棄物經破碎、分選、乾燥、混合添加劑及成型等處理過程，製成的固態錠型(或顆粒型)燃料。其熱值均勻(約為煤的2/3)、易於運輸及儲存，在常溫下可儲存6?12個月而不會腐敗，因此十分便於利用。可將其直接應用於的機械床式的鍋爐、流體化床鍋爐及發電鍋爐等，做為主要燃料或與燃煤混燒。
[0080]本發明涉及的RDF再生生產模塊與其他模塊相同，也是引入了國內領先的固態垃圾衍生燃料的生產技術路線建立的RDF再生生產線，以本發明的生活垃圾全資源化無害綜合處理的生態產業鏈精細分選出的垃圾可燃物為原料，經過多級破碎、添加農牧廢棄物和其他添加劑、混合攪拌、乾燥、擠壓成型，製成RDF成品，應用於鍋爐、發電鍋爐等，作為主要燃料或與燃煤混燒。使生活垃圾中非肥料的可燃物實現了高值化的充分利用。
[0081]本發明的高值化再生利用系統還可以根據收集的生活垃圾的具體組成的情況，組建其他高值化再生生產模塊。例如，當收集的垃圾中包含有足夠量的廢金屬垃圾，經過可行性論證，就可建立金屬再生生產模塊，來實現這金屬類垃圾的高值化處理，以獲得更大的經濟效益。[0082]3)三廢資源化、無害化處理系統
[0083]本發明所涉及的生活垃圾綜合處理的生態產業鏈，還包含了對在生活垃圾全資源化後產生的殘餘物(固廢、工藝廢水及尾氣)的無害化綜合處理的工藝程序。該流程見附圖
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[0084]該系統的特徵在於:將生活垃圾細分出無機物、廢金屬及廢玻璃、廚餘垃圾、廢舊高分子(廢塑料等)、可燃垃圾等五類可利用物質後的殘餘垃圾以及可利用物質通過高值化再生利用系統，在生活垃圾全資源化後產生的殘餘物(固廢、工藝廢水及尾氣)，送入該系統的殘餘固廢能源化、工藝廢水處理零排放、廢氣達標排放等三個處理模塊，通過以循環硫化床鍋爐為主體設備的殘餘固廢能源化模塊處理，使殘餘固廢最大化地減量和生產蒸汽，實現能源化；由工藝廢水處理零排放處理模塊，對工業廢水無害化處理，實現零排放；並對廢氣進行處理，實現達標排放。這樣，本發明『生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法』所涉及的生活垃圾綜合處理的生態產業鏈，最終實現所有生活垃圾的全部資源化的無害化利用。
[0085]殘餘固廢能源化模塊:
[0086]生活垃圾綜合處理的生態產業鏈中，無機物、廢金屬及廢玻璃、廚餘垃圾、廢舊高分子(廢塑料等)、可燃垃圾等五類可利用物質從生活垃圾細分出來後的殘餘垃圾以及可利用物質通過高值化再生利用系統，全資源化過程中產生的固體殘餘物統稱為殘餘固廢。統計表明，儘管這些殘餘固廢已沒有再生生產有使用價值的再生製品的可能，但尚還含有2000-3500大卡/kg的熱值，殘餘固廢能源化模塊就是將這些內含的能量資源釋放出來，將其變成可利用的能源和還可以利用的物料加以回用，實現生活垃圾的全資源化利用。
[0087]本發明的殘餘固廢能源化模塊選用具有高效燃燒技術的循環流化床鍋爐為主設備形成的流水線進行殘餘固廢的處理。利用特殊的噴嘴將殘餘固廢噴入爐膛，使其以懸浮狀態在爐膛裡充分燃燒，並通過設置在爐膛內熱交換管道與傳熱介質進行熱傳遞，將水變成含有高熱值的蒸汽，供高值化再生利用系統中水解-水熱氧化反應釜、制磚蒸壓釜等應用，多餘的蒸汽可向周邊的企業工廠作為能源出售。殘餘固廢在循環流化床鍋爐燃燒後產生的爐渣，還可以作為原料供制磚生產模塊。由於鍋爐尾氣還有500-600°C餘熱，尾氣在送往廢氣處理模塊前，再通過一個高效的熱交換器，是尾氣迅速冷卻，並把熱量截留下來作烘乾用的熱源。一方面避免了有毒的二惡英化合物的產生，也使殘餘固廢中釋放出來的能量資源得到進一步的利用。
[0088]工藝廢水處理零排放模塊:
[0089]如附圖2所示，工業廢水的零排放處理也是生活垃圾進行全資源化無害綜合處理的重要組成部分。本發明中的工業廢水處理模塊是常用而有效的廢水處理工藝的有機組合。在工業廢水的零排放處理流程中，採用了澄清工序、PH調節、絮凝、溶氣、氣浮等工序，使工藝廢水得到淨化，使之達到高值化生產系統工藝用水和在廢氣處理中噴淋除塵機組用水的要求，並增添了反滲透工藝，利用滲透膜來獲得滿足鍋爐應用要求的淨水。這樣，所有的在本發明的生活垃圾全資源化無害綜合處理流程中產生的工藝廢水全部得到了無害化處理，並分別提供給高值化生產系統各個模塊工藝和殘餘固廢處理的循環流化床鍋爐用水，實現了完全返回使用的零排放的目標。
[0090]廢氣達標排放處理模塊:[0091]生活垃圾在整個處理流程、輸運過程中的每個環節都不可避免的會產生一些廢氣，而對周邊環境產生嚴重汙染。廢氣達標排放處理是本發明的生態產業鏈不可缺少的一環。
[0092]本發明的廢氣達標排放處理模塊，如附圖2所示，是由廢氣收集管道系統、除塵處理和除臭處理三大部分組成:I，對本發明的生活垃圾進行全資源化無害綜合處理生態產業鏈整個流程建立全封閉的廢氣收集罩、管道系統，並採取全系統負壓收集，使每個環節的廢氣不向外洩漏地進入廢氣處理模塊；2，設計噴淋除塵機組，利用多級噴淋廢氣處理技術，實現廢氣的除塵、除可溶性有害氣體；3，採用多級除臭，運用臭氧、光催化劑等除臭技術進行廢氣的除臭。最終實現排放出達到國家標準『大氣汙染物綜合排放標準』(GB16297-2003)的無嗅、無味、無害的氣體。
[0093]綜上所述，本發明生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法涉及一種對生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法及其生態產業鏈。該方法是一個採用垃圾精細化分選、高值化再生利用和三廢資源化無害化處理三大系統構成的生活垃圾全資源化利用的系統。首先以垃圾精細化分選系統為龍頭，建立以破袋篩分、物理分選、滾筒篩分及深度分選四級機械化、自動化分選工序為核心技術，輔以二級人工分選的流水線，將生活垃圾細分出無機物、廢金屬及廢玻璃、廚餘垃圾、廢舊高分子(廢塑料等)、可燃垃圾等五類可利用物質；通過高值化再生利用系統，建立制磚、有機物制肥、木塑製品和RDF (垃圾衍生燃料)等四個再生生產模塊(分選出的少量廢金屬、廢玻璃直售)，使生活垃圾全資源化研發新型肥料、能源材料等系列技術產品服務於當地的高效農業、清潔能源、新農村建設和新型城鎮化建設等；再通過殘餘固廢能源化、工藝廢水處理零排放、廢氣達標排放等三個三廢處理模塊的建立，進一步把流程中產生的殘餘固廢中內含的能量資源釋放出來，實現使殘餘固廢最大化地減量，將其能量資源變成可利用的能源(蒸汽)和還可以利用的物料(爐渣)加以回用。並由工藝廢水處理零排放處理模塊，對工業廢水無害化處理，使工藝廢水得到淨化，並增添了反滲透工藝，利用滲透膜來獲得滿足鍋爐應用要求的淨水。使產生的工藝廢水全部得到了無害化處理後，提供給高值化生產系統各個模塊工藝和殘餘固廢處理的循環流化床鍋爐用水，實現了完全返回使用的零排放的目標。再加上廢氣達標處理模塊對廢氣進行達標無害化處理，最終實現所有生活垃圾的全資源化利用和無害化處置。本發明使生活垃圾處理成為了生態循環經濟的重要組成部分，可以與其它產業相融合，形成共生發展的生態產業鏈，促進生態文明建設，既可以產生良好的經濟效益，又可為兩型社會的發展做出應有貢獻。
[0094]以上所揭露的僅為本發明的優選實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明申請專利範圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。
【權利要求】
1.一種生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，在生活垃圾處理過程中，採用精細化分選、高值化再生利用及三廢無害化處理三大工序，其特徵在於: 第一步為通過多級精細化分選工序，將生活垃圾細分出包括無機物、廢金屬及廢玻璃、廚餘垃圾、塑料、可燃垃圾五類可利用物質； 第二步為通過高值化再生利用工序，建立包括制磚、有機物制肥、木塑製品和垃圾衍生燃料RDF四個再生生產模塊，使生活垃圾全資源化生產出新型肥料、能源材料系列技術產品; 第三步為通過三廢無害化處理工序，建立包括殘餘固廢能源化、工藝廢水處理零排放、廢氣達標排放模塊，實現所有生活垃圾的全部資源化利用和無害化處置。
2.如權利要求1所述的生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，其特徵在於: 在垃圾精細化分選工序中，包括建立以破袋篩分、物理分選、滾筒篩分及深度分選四級機械化、自動化 分選工序為核心，輔以二級人工分選的工序，將生活垃圾細分出無機物、廢金屬及廢玻璃、廚餘垃圾、塑料、可燃垃圾五類可利用物質； 通過高值化再生利用工序，建立制磚、有機物制肥、木塑製品和垃圾衍生燃料RDF四個再生生產模塊，使生活垃圾全資源化生產出新型肥料、能源材料系列技術產品服務於當地的高效農業、清潔能源、新農村建設和新型城鎮化建設； 通過三廢無害化處理工序，建立殘餘固廢能源化、工藝廢水處理零排放、廢氣達標排放處理模塊，進一步把殘餘固廢中的能量資源釋放出來，實現使殘餘固廢最大化地減量，將其能量資源變成可利用的能源和還可以利用的物料加以回用；並由工藝廢水處理零排放處理模塊，對工業廢水無害化處理，使工藝廢水得到淨化，返回流程中使用，並增添了反滲透工藝，利用滲透膜來獲得滿足鍋爐應用要求的淨水；再由廢氣達標排放處理模塊，對生活垃圾全資源化無害綜合處理產生的廢氣實施無害化處理，使尾氣達到國標GB16297-2003規定的二級排放標準排放。
3.如權利要求1所述的生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，其特徵在於:多級精細化分選工序中，包括對包裝的生活垃圾解包，進行人工初分，採用破袋滾筒篩分機進行破袋滾筒篩分工序，將垃圾中渣土類雜物與有用垃圾分離；破袋滾筒篩分機內設有篩筒，篩筒內的刀片將垃圾袋切碎，附著在垃圾表面的渣土類顆粒雜物在滾動帶振動中抖落，掉入篩筒下的篩下物輸送帶，送往殘餘固廢能源化模塊作進一步處理；筒內分離出的有用垃圾則進入下一道工序。
4.如權利要求2所述的生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，其特徵在於:在破袋滾筒篩分工序後設置二級人工分選工序。在二級人工分選工序中，為防止電子產品、電池有害垃圾混入金屬材質類有用垃圾中，並把無法通過物理分選工序分選出來的有用塑料和橡膠人工揀出；並將有用塑料和橡膠送至木塑製品生產模塊生產木塑製品，而電子產品、電池有害垃圾揀出，送至有資質的危廢處理中心加以處置；在二級人工分選工序後，進入物理分選工序，物理分選工序設置有電渦流及磁選分選裝置，通過電渦流產生的電磁場與金屬內感應產生的反電磁場的作用力，將導電的金屬物，推出垃圾堆，並利用鐵質材料的磁性，將鐵質垃圾分選出來，實現金屬類廢料與其他生活有機垃圾分離。
5.如權利要求4所述的生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，其特徵在於:在物理分選工序後，設置了破碎、滾筒篩分工序，將可製作有機肥的原料和不可分解制肥的塑料、紙質物分開；由低破碎力的破碎機完成破碎工序，將可製作有機肥的原料破碎成設定粒度顆粒，而其餘的塑料、紙質物則沒有破碎；並由特定設計的滾筒篩分機實施篩分工序，將可製作有機肥的有機物原料顆粒，通過篩分從有機物垃圾中分選出來，成為篩下物，送往製作有機肥的再生模塊進行高值化處理；而留在滾筒篩分機之篩筒內的，則是殘餘的塑料、紙質物。
6.如權利要求2所述的生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，其特徵在於:在精細分選工序的最後階段設置了深度分選工序，將前工序分選出的殘餘的塑料、紙質物中可作為加工附加值更高的木塑製品的塑料部分分揀出來。
7.如權利要求6所述的生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，其特徵在於:深度分選工序由一套風選和光電揀選裝置組合的設備系統來完成，利用物料的比表面的差異及表面漫反射的差異，採用受控氣流將塑料、紙質物分離開來，把可作為加工附加值更高的木塑製品的塑料分揀出來送至木塑製品生產模塊，其餘作為可燃垃圾送往垃圾衍生燃料生產模塊進行加工。
8.如權利要求1所述的生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，其特徵在於:還包括對殘餘固廢進行循環流化床鍋爐燃燒處理，殘餘固廢中內含的能量資源釋放出來，使其變成可利用的能源； 殘餘固廢在循環流化床鍋爐燃燒處理後產生的爐渣，供作為供制磚生產的原料；同時由熱交換器將500-600°C的鍋爐尾氣迅速冷卻，把熱量截留下來作制磚蒸壓釜的熱源。
9.如權利要求8所述的生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，其特徵在於:還包括建立工業廢水的零排 放處理模塊，採用廢水處理工藝和反滲透工藝綜合處理，使工藝廢水得到淨化，將各個工序中產生的工藝廢水全部得到了無害化處理，並分別提供給流程中各個模塊和循環流化床鍋爐用水，實現了完全返回使用的零排放的目標。
10.如權利要求8所述的生活垃圾進行全資源化無害綜合處理方法，其特徵在於:建立廢氣達標排放模塊，其包括廢氣收集管道系統、除塵處理和除臭處理三大部分:廢氣收集管道系統採取全系統封閉負壓收集，使每個模塊的廢氣不向外洩漏地進入廢氣處理系統。
【文檔編號】B09B5/00GK103934253SQ201410111232
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月22日 優先權日:2014年3月22日
【發明者】劉煒, 吳肖傑, 陳慶華 申請人:深圳市旭景力博環保科技有限公司